[發明專利]一種基于核嶺回歸的激光點云數據去畸變方法

在審

• 申請號: 202310302567.3
• 申請日: 2023-03-27
• 公開（公告）號: CN116167919A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 孟步敏;楊佳爽;劉金剛;張東波;胡新杰;劉寧杰;周正釗;王惠敏;鄧璇
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/00;G06T7/80;G06F17/18
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 陳偉

1.一種基于核嶺回歸的激光點云數據去畸變方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：獲取激光雷達采集到的點云信息和IMU采集到的載體運動信息；

步驟2：根據點云信息的時間戳確定相近時間戳的IMU信息，通過插值獲得同步的IMU測量值；

步驟3：計算載體運動信息，通過對IMU測量值進行積分解算來獲取設備位姿信息；

步驟4：以解算后的多維運動向量作為核嶺回歸的訓練數據，對激光點掃描時刻的旋轉運動和平移運動進行回歸預測；

步驟5：通過訓練后的預測數據對運動量進行補償，將點云數據統一在同一坐標系下，輸出去畸變后的點云坐標。

2.根據權利要求1所述的基于核嶺回歸的激光點云數據去畸變方法，其特征在于，所述步驟1中，激光雷達在采集三維數據時，每一步的旋轉在空間上采集16個點的三維數據，在垂直方向上的視角范圍為-15度到+15度；

激光雷達采用UDP協議傳輸數據，獲取激光雷達數據的方法包括自編寫代碼獲取和通過Wireshark軟件實時獲取；

激光雷達每一幀的數據長度固定為1248字節，其中分別為前42字節的前數據包標識、12組數據包、4字節時間戳和最后兩字節雷達型號參數；12組數據包中前兩字節為數據包的開始標識(0xFFEE)、接下去為兩字節的旋轉角度值和連續32*(2字節的距離值+1字節的激光反射強度值)字節的距離信息，其中32*3字節分別為雷達兩次獲取探測信息，每個數據包開頭所攜帶的旋轉角度是指當前數據包前16*3字節對應的角度，而后16*3字節對應的旋轉角度通過計算前后兩次旋轉角度然后求取平均值獲得。

3.根據權利要求1所述的基于核嶺回歸的激光點云數據去畸變方法，其特征在于，所述步驟2中，由于IMU以高頻率獲取測量值，而激光雷達則是以低頻率獲取測量值，這不可避免地導致了兩個傳感器數據不同步的問題；為了解決這個問題，獲取與激光雷達單個掃描周期初始時刻和結束時刻相鄰的IMU測量值，并對其進行插值以獲取同步的IMU測量值；

令t₁、t_n為當前幀點云信息的開始和結束時刻，t₀、t₂兩個時刻的IMU數據為離開始時刻最近的兩次IMU測量位姿，將位置信息記為p₀、p₂，姿態信息記為q₀、q₂；t_n-1、t_n+1為離結束時刻最近的兩次IMU測量位姿，將位置信息記為p_n-1、p_n+1，姿態信息記為q_n-1、q_n+1；此時當前幀點云信息的起止時刻的位置信息p₁、p_n和姿態信息q₁、q_n由IMU的預積分位姿進行線性插值獲得，插值計算公式如下：